本文標(biāo)題："組合式結(jié)構(gòu)或復(fù)雜零件設(shè)計(jì),擦痕檢測(cè)金相顯微鏡"

組合式結(jié)構(gòu)或復(fù)雜零件設(shè)計(jì),擦痕檢測(cè)金相顯微鏡

大多數(shù)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員已充分認(rèn)識(shí)到，截面和具體結(jié)構(gòu)的
急劇變化會(huì)引起微動(dòng)磨損，應(yīng)予避免。他們已設(shè)計(jì)成功了許多非
常復(fù)雜的機(jī)器，已經(jīng)知道，如果發(fā)生破壞，問題往往是總的功能
要求能充分得到滿足，但由于不注意與整個(gè)設(shè)備顯然沒有直接關(guān)
系的一個(gè)零件而造成全部毀壞。

    但是，應(yīng)當(dāng)指出，即使零件設(shè)計(jì)得令人滿意，由于制造方法
不合格，例如在承受高應(yīng)力的零件上留有刀痕和圖上所示的很勻
稱的過渡圓角半徑未在成品上反映出來，它也會(huì)在使用中發(fā)生破
壞(設(shè)計(jì)人員沒有任何責(zé)任)。此外，隨后進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，往往只注
意尺寸和功能，而未慎重考慮其疲勞強(qiáng)度是否有可能因存在看起

來不重要的誤差而降低，就讓零件投入使用。但是，應(yīng)當(dāng)注
意，由于組合式結(jié)構(gòu)或復(fù)雜零件的疲勞強(qiáng)度大大低于同材料
普通拋光試樣的疲勞強(qiáng)度，因此無意造成的應(yīng)力集中源例如擦痕
或了刀痕不會(huì)對(duì)這類零件有這種不利影響。

所用的材料強(qiáng)度愈高，細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)問題愈顯得重要，特別是當(dāng)
高強(qiáng)度材料的附加成本只有靠有效地利用材料來證明合算時(shí)尤其
重要。例如，碳鋼和低合金鋼中疲勞裂紋的生長(zhǎng)特性與鋼的靜強(qiáng)
度無關(guān)，即高強(qiáng)度鋼和普通軟鋼中疲勞裂紋的生長(zhǎng)特性是相同的。
因此，軟鋼零件可以設(shè)計(jì)成具有不良的突變截面(即不準(zhǔn)備作彈
性應(yīng)力分析，而僅將名義應(yīng)力限制得很低，憑經(jīng)驗(yàn)可知這樣的低
應(yīng)力能做到安全設(shè)計(jì))，但由于一般設(shè)計(jì)應(yīng)力很低，因此在零件
使用壽命期間尖角處產(chǎn)生的任何疲勞裂紋都不會(huì)生長(zhǎng)到引起突然
破壞。如果在零件的整個(gè)壽命期內(nèi)未測(cè)出這些裂紋，則設(shè)計(jì)人員
就有理由認(rèn)為他的設(shè)計(jì)是良好的，于是可得出結(jié)論：無論如何，
在軟鋼中存在尖角并無嚴(yán)重的不利影響。但是，如果現(xiàn)將零件上的
載荷增加到原先工作載荷的兩倍，而且空間地位不允許增加尺寸，
則僅用抗拉強(qiáng)度(或普通疲勞極限)為原來軟鋼兩倍的鋼來制造
同樣形狀的零件，不一定能做到安全設(shè)計(jì)。這是因?yàn)椋@時(shí)在尖
角處形成的任何裂紋都承受加倍的名義應(yīng)力級(jí)，而它們會(huì)很快地
生長(zhǎng)到引起突然破壞，因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼的裂紋擴(kuò)展特性與軟鋼差不
多。保證在零件的使用壽命期間不論載荷作用次數(shù)多少，零件都
不發(fā)生斷裂的唯一方法是：進(jìn)行一整套彈性應(yīng)力分析，并保證在
任何局部不連續(xù)點(diǎn)的工作應(yīng)力不超過材料的普通疲勞極限。

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